Berthollet pat užsiima užsitęsusį ginčą su chemikas Joseph Louis Proust, kuris pasiūlė, kad elementai, sudarantys bet kokio gryno junginio pavyzdį visada buvo rastas neabejotinas arba pastovus, proporcijas. Berthollet eksperimentai leido jam manyti kitaip, ir jis teigė, vociferously prieš Prousto daugelį metų. Jis galiausiai buvo įrodyta esanti klaidinga, o tikra proporcijomis įstatymas buvo įkurta, tačiau šie debatai su tiek Lavuazjė ir Prousto paskatino dar labiau svarbius atradimus chemijoje.
Berthollet dalyvavo svarbiame darbe pagal keturių skirtingų režimų. Napoleonas pavadino jį direktorius mėtos. Jis tapo senatorius, grand pareigūnas Garbės legiono, o 1804 m įsigijęs ir tarnavo keletą komisijų, nuo pinigų reformos meno atkūrimo.
Berthollet atrado ciano sudėtį (vandenilio) rūgštis , sulfido vandenilio (vandenilio sulfido), ir amoniako; sukūrė ekstrahavimo geležies rūdos už plieno gamybos metodas; ir sukūrė kalio chlorato rengimą, kad atsirado pirmųjų spalvų fejerverkai. Jis taip pat įkūrė École Polytechnique su kolegomis Gaspard MONGE ir Louis B. Guyton de Morveau. Su Markizo de Laplace, jis įkūrė Société d'Arcueil, diskusijų grupės, kuri įtraukta keletas iš labiausiai garsių mokslininkų dieną.